Континент стабильности
Континент стабильности — это гипотетическая большая группа нуклидов с массой более 300 дальтон , устойчивая к радиоактивному распаду и состоящая из свободно текущих вверх и нижних кварков, а не из верхних и нижних кварков, связанных в протоны и нейтроны. Материя, содержащая эти нуклиды, называется кварковой материей вверх-вниз ( udQM ). [ 1 ] Континент стабильности назван по аналогии с островом стабильности . Однако если он существует, диапазон заряда и массы будет гораздо больше, чем на острове. Кварковая материя, состоящая из верхних и нижних кварков, по прогнозам, будет находиться в более низком энергетическом состоянии, чем то, которое содержит странные кварки ( странная кварковая материя ), а также ниже, чем комбинация кварков в форме адронов , обнаруженная в нормальных атомных ядрах, если таковые имеются. более 300 протонов и нейтронов. [ 1 ] [ 2 ] Нижний предел в 300 был рассчитан на основе модели поверхностного натяжения, где поверхность имеет более высокую энергию, чем внутренняя часть куска кварковой материи. Чтобы быть абсолютно более стабильной формой, энергия должна быть ниже, чем у наиболее стабильной нормальной материи, то есть 930 МэВ на барион . Если бы эти нуклиды кварковой материи существовали, они были бы устойчивы к делению , поскольку деление увеличило бы поверхность. Нуклид кварковой материи может поглощать нейтроны, что приводит к увеличению его массы. [ 1 ]
Граница континента стабильности определяется ситуациями, когда кулоновская энергия электрического заряда превышает энергию связи или когда распад на атомные ядра приводит к снижению энергии. Наименьшее энергетическое массовое число пропорционально кубу заряда (атомному номеру). Однако диапазон зарядов стабилен для каждой массы и увеличивается с увеличением массы. Это может привести к образованию очень тяжелых нуклидов с атомными номерами, такими же, как у существующих известных элементов, и даже к кускам кварковой материи с нулевым зарядом. [ 1 ]
Предлагаемая альтернативная форма кварковой материи, известная как стрейнджлеты, содержит странные кварки помимо верхних и нижних кварков . Он будет нейтральным по заряду и, следовательно, не будет образовывать атомы. udQM, вероятно, имеет более низкую энергию, чем странгелеты (uds-материя). [ 3 ]
на Большом адроном коллайдере . Коллаборация ATLAS пытается наблюдать этот вид материи [ 4 ]
Другие объекты недвижимости
[ редактировать ]Электрон-позитронные пары образуются в поле высоких зарядов по механизму Швингера, когда электрический заряд udQM превышает 163, при котором барионное число равно 609. [ 5 ] Наименьший стабильный udQM по отношению к нейтронному излучению будет иметь барионный номер 39. [ 5 ]
Формирование в природе
[ редактировать ]udQM, возможно, мог образоваться во время коллапса ядра сверхновой в результате конверсии сверхтяжелых ядер. В этой среде присутствует высокая плотность электронов и электронных нейтрино. Тогда udQM окажется в нейтронных звездах . Нуклиды udQM можно обнаружить в космических лучах. [ 3 ]
Звезда, содержащая большую долю udQM, называется уд- кварковой звездой (или udQS). Тяжелые нейтронные звезды могут превратиться в звезды этого типа . [ 6 ] Это можно проверить, обнаружив столкновения двойных компактных звезд с помощью гравитационных волн. [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и Холдом, Боб; Рен, Цзин; Чжан, Чен (31 мая 2018 г.). «Кварковая материя не может быть странной». Письма о физических отзывах . 120 (22): 222001. arXiv : 1707.06610 . Бибкод : 2018PhRvL.120v2001H . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.222001 . ПМИД 29906186 .
- ^ Зыга, Лиза (15 июня 2018 г.). «Новая форма материи может находиться сразу за пределами таблицы Менделеева» . phys.org.
- ^ Перейти обратно: а б Иида, Кей; Фудзи, Цукихо (2019). «Об устойчивости гигантских ядер в материи сверхновых относительно деконфайнмента» . Материалы 15-го Международного симпозиума по происхождению материи и эволюции галактик . дои : 10.7566/JPSCP.31.011057 . ISBN 978-4-89027-143-6 .
- ^ Сотрудничество, Атлас (2020). «Поиск магнитных монополей и стабильных объектов с высоким электрическим зарядом в протон-протонных столкновениях с энергией 13 ТэВ с помощью детектора ATLAS». Физ. Преподобный Летт . 124 (3): 031802. arXiv : 1905.10130 . Бибкод : 2019arXiv190510130A . doi : 10.1103/PhysRevLett.124.031802 . ПМИД 32031842 .
- ^ Перейти обратно: а б Ся, Чэн-Цзюнь; Сюэ, Ше-Шэн; Сюй, Жэнь-Синь; Чжоу, Шань-Гуй (10 января 2020 г.). «Сверхкритические заряженные объекты и создание электрон-позитронных пар». Физ. Преподобный Д. 101 (10): 103031. arXiv : 2001.03531 . Бибкод : 2020PhRvD.101j3031X . дои : 10.1103/PhysRevD.101.103031 .
- ^ Рен, Цзин; Чжан, Чен (5 октября 2020 г.). «Квантовое зарождение кварковой материи вверх-вниз и астрофизические последствия». Физ. Преподобный Д. 102 (8): 083003. arXiv : 2006.09604 . дои : 10.1103/PhysRevD.102.083003 .
- ^ Чжан, Чен (10 февраля 2020 г.). «Исследование кварковой материи вверх-вниз с помощью гравитационных волн». Физический обзор D . 101 (4): 043003. arXiv : 1908.10355 . Бибкод : 2020PhRvD.101d3003Z . дои : 10.1103/PhysRevD.101.043003 .
